仿生材料市场规模、份额、增长和行业分析，按材料（仿生聚合物、仿生陶瓷和玻璃、仿生金属和合金等）、按应用（医疗、汽车、国防、电子等）和区域分析， 2024-2031

市场定义

该市场专注于根据自然界中发现的原理和结构设计的材料的开发、生产和商业化。这些材料旨在复制自然系统中观察到的独特机械、化学、光学和功能特性，以在各个领域实现卓越的性能、可持续性和创新。该报告在对行业趋势和监管框架的深入评估的支持下，深入了解了市场增长的核心驱动因素。

仿生材料市场概述

2023年全球仿生材料市场规模为368.3亿美元，预计将从2024年的389.7亿美元增长到2031年的581.8亿美元，预测期内复合年增长率为5.89%。

这一增长归因于汽车、医疗保健、建筑和包装等行业对可持续和高性能材料的需求不断增长。人们对环境问题的认识不断提高以及对环保替代品的需求正在推动市场的增长。

仿生材料行业的主要公司有 Vandstrom、Sharklet Technologies、The Corrales Comment、Terra Vera Corp、BASF、ADDMAN Engineering、Bioxegy Group SARL、福特汽车公司、nanloom.co、SanaHeal、ECOSTOP TECHNOLOGIES (P) LTD、Biohm Ltd、The QinetiQ Group、New Iridium 和 Biome Renewables Inc。

此外，材料科学和纳米技术的进步，以及组织工程、智能涂层和轻质复合材料等应用中越来越多地采用仿生材料，进一步推动了市场的增长。

• 2023 年 11 月，美国海军研究实验室 (NRL) 在国际空间站上启动了太空多种用途微生物项目 (MELSP)。该任务旨在通过在微重力下培养微生物物种来探索仿生材料，重点关注黑色素的产生，以应用于辐射防护和生物电子学。

主要亮点

1. 2023年仿生材料产业规模达368.3亿美元。
2. 预计2024年至2031年该市场将以5.89%的复合年增长率增长。
3. 2023年北美市场份额为35.95%，估值为132.4亿美元。
4. 2023年，仿生聚合物领域的收入为131.3亿美元。
5. 到2031年，医疗领域预计将达到159亿美元。
6. 预计亚太地区市场在预测期内将以 6.75% 的复合年增长率增长。

市场驱动力

“对可持续材料的需求不断增长”

对可持续材料不断增长的需求正在推动仿生材料市场的发展。这些材料提供了环保的替代品，减少了对化石原料的依赖，并支持循环经济包装、建筑和医疗保健行业的目标。

人们对气候变化、资源枯竭和环境污染的认识不断增强，加速了向可生物降解、可回收和节能材料的转变。

仿生材料提供高性能，同时最大限度地减少对环境的影响，使其成为寻求在不影响质量或功能的情况下满足可持续发展标准的行业的理想解决方案。

• 2025 年 3 月，图尔库大学的研究人员受植物叶子骨架的启发，开发了一种新型仿生制造技术。这种方法复制了分形微观结构，创造了适合可穿戴传感器和电子皮肤的柔性表面。它比传统的洁净室方法更具可持续性，需要更少的能源，并且可以使用可持续聚合物，从而减少对环境的影响。

市场挑战

“研发成本高”

阻碍仿生材料市场增长的一个重大挑战是与复制复杂自然系统相关的高昂研发成本。

与传统材料不同，仿生替代品需要深入了解生物机制和先进技术，才能准确模仿其结构和功能。这个过程通常需要跨生物学、化学、物理学和工程学的多阶段实验和跨学科合作。

它还依赖于先进的工具，包括纳米加工设备、模拟软件和高分辨率成像系统。这些因素导致更长的开发时间和更高的前期投资，这可能成为初创公司和中小型企业的主要障碍。

为了应对这一挑战，市场参与者正在参与学术界和政府参与的合作研究计划，以共享资源、专业知识和基础设施。公司正在重点开展试点项目，以展示仿生材料的价值、吸引投资者并证明长期投资的合理性。

3D 打印、生物制造和模块化设计等可扩展制造技术的进步正在进一步降低生产成本并提高这些创新材料的商业可行性。

市场趋势

“医疗和保健应用的扩展”

由于仿生材料能够复制生物系统的结构、功能和适应性，因此越来越多地在医疗和保健应用中采用。

这些材料被用于开发植入物、假肢和组织支架，这些材料具有卓越的生物相容性、机械强度以及与人体组织的整合性。例如，受骨微结构或皮肤弹性启发的材料可以改善愈合效果并降低植入物排斥的风险。

• ​2023年8月，国家生物技术信息中心（NCBI）发布 题为的综合评论“用于骨再生的生物活性材料：生物分子和输送系统”探索了仿生材料在增强骨愈合方面的潜力。它重点关注蛋白质、肽和脂质等生物分子的使用，并讨论如何通过支架递送这些生物活性物质以促进组织再生。

此外，仿生水凝胶和智能材料通过实现控释和靶向治疗，正在推进药物输送系统。这一趋势得到了对个性化医疗和微创治疗不断增长的需求的支持，使仿生材料成为下一代医疗保健解决方案的关键组成部分。

• 2024年5月，美国国家生物技术信息中心（NCBI）发表了题为“Bioinspired Materials for穿戴式癌症的设备和护理点测试。”文章探讨了仿生材料在开发可穿戴设备和生物传感器中的应用，以改善癌症检测和管理。

仿生材料市场报告快照

市场细分

• 按材料（仿生聚合物、仿生陶瓷和玻璃、仿生金属和合金等）：仿生聚合物细分市场由于其多功能性、轻质性以及在生物医学、包装和工业应用中的广泛使用，到 2023 年收入为 131.3 亿美元。
• 按应用（医疗、汽车、国防、电子等）：由于仿生材料在植入物、组织工程和药物输送系统中的使用越来越多，从而增强了生物相容性和患者的治疗效果，因此医疗领域到 2023 年将占据 27.30% 的市场份额。

仿生材料市场区域分析

按地区划分，仿生材料行业可分为北美、欧洲、亚太地区、中东和非洲以及南美洲。

2023年北美仿生材料市场份额约为35.95%，估值为132.4亿美元。这种主导地位归因于该地区强大的研究基础设施、生物技术和医疗器械行业的强大实力，以及医疗保健、国防和电子等行业早期采用先进材料。

此外，对研发的大量投资，以及美国国家科学基金会 (NSF) 等促进仿生创新的政府举措，正在促进市场增长。

该地区对可持续技术以及将仿生材料融入下一代应用的关注进一步加强了北美在市场上的领导地位。

• 2024 年 12 月，Axoft 获得批准在巴拿马诊所启动首次人体临床试验。这项临床试验将是生物启发材料在人体中的首次授权使用，该材料的开发目的是精确复制脑组织的柔软度并增强植入式脑机接口的长期性能。
• 2024 年 2 月，美国国家科学基金会 (NSF) 宣布投资 975 万美元，资助其融合加速器轨道 M：仿生设计创新下的 15 个跨学科团队。这些团队将致力于创造受大自然启发的变革性解决方案，以应对关键的社会和经济挑战。

亚太地区的仿生材料行业预计将在预测期内以 6.75% 的复合年增长率实现显着增长。这种增长得益于快速工业化、不断扩大的医疗基础设施以及中国、印度和东南亚国家等新兴经济体对可持续和高性能材料不断增长的需求。

该地区对先进制造、纳米技术和生物医学研究的投资也不断增加，从而加速了仿生材料的采用。此外，学术机构和行业参与者之间的合作正在推动创新和商业化，从而推动亚太地区市场的增长。

监管框架

• 在美国，FDA 的质量体系法规 (QSR) 根据 21 CFR 第 820 部分，管辖医疗器械的制造，包括使用仿生材料的医疗器械。它要求制造商建立质量管理体系，以确保符合安全和性能标准，包括设计控制和文件。
• 在日本，《化学物质控制法》(CSCL) 规范化学物质的制造和使用，包括仿生材料。新物质必须向经济产业省 (METI) 通报，而含有 I 类或 II 类特定化学物质的材料需要事先批准，并可能面临使用限制。

竞争格局

该市场的特点是竞争格局，包括全球化学和材料科学公司以及敏捷的生物技术初创公司。公司正在优先考虑创新、可持续发展和战略合作，以在各行业开发先进的、受自然启发的解决方案。

领先企业正在大力投资研发，以创造模仿生物结构和功能的材料，特别是用于医疗、航空航天和消费品应用。与研究机构的战略合作伙伴关系以及对利基技术公司的收购使公司能够扩大其技术能力和市场占有率。

对传统材料的可持续和高性能替代品的需求不断增长，正在推动竞争，市场参与者专注于定制产品开发，以满足不断变化的行业特定要求。

仿生材料市场的主要公司名单：

• 范德斯特罗姆
• 鲨鱼科技公司
• 科拉莱斯评论
• 特拉维拉公司
• 巴斯夫
• 阿德曼工程
• Bioxegy集团有限公司
• 福特汽车公司
• Nanoloom.co
• 萨那治愈
• ECOSTP 科技 (P) 有限公司
• 比欧姆有限公司
• QinetiQ 集团
• 新铱星
• 生物群落可再生能源公司

最新动态（并购/合作/协议/新产品发布）

• 2024 年 8 月，Terra Vera 推出了 ApiVera，这是一个专注于保护蜜蜂种群和增强蜜蜂健康的部门。 ApiVera 使用可生物降解且无毒的仿生解决方案开发蜜蜂专用产品来对抗寄生虫。